MENSELIJKE BIOLOGIE EN
ZIEKTELEER
Anouk Delaere
KULeuven
,INHOUD
1. The Chemistry of Living Things ..........................................................................................2
2. Structure and Function of Cells....................................................................................... 13
3. From Cells to Organ systems .......................................................................................... 31
4. The Skeletal System ....................................................................................................... 43
5. The Muscular System ..................................................................................................... 57
6. Blood ............................................................................................................................. 69
7. Heart and Blood Vessels................................................................................................. 84
8. The Immune System and Mechanisms of Defense ......................................................... 102
9. The Respiratory System: Exchange of Gases .................................................................. 125
10. The Endocrine System .............................................................................................. 138
11. The Digestive System and Nutrition .......................................................................... 156
12. The Urinary System .................................................................................................. 171
13. Reproductive Systems ............................................................................................. 185
14. Cell Reproduction and Differentiation....................................................................... 199
15. Cancer: Uncontrolled Cell Division and Differentiation.............................................. 210
17. Development, Maturation, Aging and Death .............................................................. 221
1
, 1. THE CHEMISTRY OF LIVING THINGS
LIFE DEPENDS ON WATER
Water = meest essentiële voor het leven → 60% lichaamsgewicht, meeste biologische
processen in ons lichaam zijn in een waterig milieu
Eigenschappen:
• Goed oplosmiddel
• Vloeistof bij lichaamstemperatuur
• Kan warmte-energie absorberen en bijhouden
• Evaporatie van water verbruikt die warmte-energie
• Maakt deel van essentiële chemische reacties
WATER IS THE BIOLOGICAL SOLVENT
- Oplosmiddel: waar andere stoffen in oplossen
- Opgeloste stof: de stof die opgelost wordt in het oplosmiddel
Water is het ideale oplosmiddel → door de polaire vloeibaarheid bij
kamertemperatuur, er treden heel veel chemische reacties van
levende organismen op in water
Vb. NaCl (keukenzout) → Na+ ion en Cl- ion die een ion binding
hebben → wanneer in water gaan die ionen lossen van elkaar en
omringen de watermoleculen de individuele ionen
Water houdt de ionen opgelost
‘omgekeerde trekken aan’ → de negatieve kant van water trekt Na+ aan en de positieve kant
trekt het Cl- ion aan
• Hydrophilic molecules: moleculen die aangetrokken worden tot water (vb. NaCl) →
stoffen die goed oplossen
• Hydrophobic molecules: niet-polaire, neutrale moleculen gaan niet interageren met de
watermoleculen → gaan ook niet oplossen in water (vb. olie)
WATER IS A LIQUID AT BODY TEMPERATURE
2
, a) Vloeistof: tussen 0 en 100° hebben watermoleculen nog genoeg warmte-energie om
waterstofbruggen te breken tussen watermoleculen en nieuwe aanmaken → het
patroon van de waterstofbruggen is vrij willekeurig
b) Vast: onder de 0° oriënteren de waterstofmoleculen zich in een stabiel, niet
veranderende structuur ‘kristal’ → neemt meer volume in dan vloeistof
c) Gas: oven de 100° zijn de waterstofbruggen volledig gebroken en kunnen
watermoleculen verdwijnen als een gas
DUS: in ons lichaam is water een vloeistof → perfect medium voor stoffen te transporteren
doorheen ons lichaam (transport is de primaire functie van bloed)
OOK: is water het meest gebruikt van alle vloeistof-gevulde plaatsen in ons lichaam
o Intracellular space: binnen de cel
o Intercellular space: tussen cellen
o Plaatsen niet gevuld door cellen, vb. urine in de blaad, vocht in onze ogen…
Die vloeistoffen bevatten ook andere belangrijke stoffen, maar voornamelijk water (60%
van ons lichaamsgewicht bestaat uit water)
WATER HELPT REGULATE BODY TEMPERATURE
Kan warmte-energie absorberen en een grote hoeveelheid bijhouden → kan beter warmte-
bijhouden dan eender welk andere vloeistof
Kan dus verhogingen in lichaamstemperatuur wanneer extra warmte wordt
geproduceerd voorkomen
OF: warmte-energie bijhouden wanneer er gevaar is voor teveel warmteverlies
Helpt voorkomen dat er grote veranderingen zijn in lichaamstemperatuur door veranderingen in
metabolisme of omgeving
Bij metabolisme genereren we meestal meer warmte-energie dan dat we nodig hebben → dus
het verlies ervan is heel belangrijk!
• Evaporatie van water (zweet) → vergt veel energie om al die waterstofbruggen te breken
Wanneer water evaporeert, wordt ons bloed kouder bij de oppervlakte van onze huid
Maar 1 van de vele mechanisme bij het behoud van onze lichaamstemperatuur
WATER PARTICIPATES IN CHEMICAL REACTIONS
Vb. de synthese en afbraak van koolhydraten, vetten en eiwitten → allemaal essentieel voor het
leven
Later zullen we zien dat het equivalent van een watermolecule wordt opgebruikt of
opnieuw aangemaakt als deze moleculen gesynthetiseerd of afgebroken worden
3
ZIEKTELEER
Anouk Delaere
KULeuven
,INHOUD
1. The Chemistry of Living Things ..........................................................................................2
2. Structure and Function of Cells....................................................................................... 13
3. From Cells to Organ systems .......................................................................................... 31
4. The Skeletal System ....................................................................................................... 43
5. The Muscular System ..................................................................................................... 57
6. Blood ............................................................................................................................. 69
7. Heart and Blood Vessels................................................................................................. 84
8. The Immune System and Mechanisms of Defense ......................................................... 102
9. The Respiratory System: Exchange of Gases .................................................................. 125
10. The Endocrine System .............................................................................................. 138
11. The Digestive System and Nutrition .......................................................................... 156
12. The Urinary System .................................................................................................. 171
13. Reproductive Systems ............................................................................................. 185
14. Cell Reproduction and Differentiation....................................................................... 199
15. Cancer: Uncontrolled Cell Division and Differentiation.............................................. 210
17. Development, Maturation, Aging and Death .............................................................. 221
1
, 1. THE CHEMISTRY OF LIVING THINGS
LIFE DEPENDS ON WATER
Water = meest essentiële voor het leven → 60% lichaamsgewicht, meeste biologische
processen in ons lichaam zijn in een waterig milieu
Eigenschappen:
• Goed oplosmiddel
• Vloeistof bij lichaamstemperatuur
• Kan warmte-energie absorberen en bijhouden
• Evaporatie van water verbruikt die warmte-energie
• Maakt deel van essentiële chemische reacties
WATER IS THE BIOLOGICAL SOLVENT
- Oplosmiddel: waar andere stoffen in oplossen
- Opgeloste stof: de stof die opgelost wordt in het oplosmiddel
Water is het ideale oplosmiddel → door de polaire vloeibaarheid bij
kamertemperatuur, er treden heel veel chemische reacties van
levende organismen op in water
Vb. NaCl (keukenzout) → Na+ ion en Cl- ion die een ion binding
hebben → wanneer in water gaan die ionen lossen van elkaar en
omringen de watermoleculen de individuele ionen
Water houdt de ionen opgelost
‘omgekeerde trekken aan’ → de negatieve kant van water trekt Na+ aan en de positieve kant
trekt het Cl- ion aan
• Hydrophilic molecules: moleculen die aangetrokken worden tot water (vb. NaCl) →
stoffen die goed oplossen
• Hydrophobic molecules: niet-polaire, neutrale moleculen gaan niet interageren met de
watermoleculen → gaan ook niet oplossen in water (vb. olie)
WATER IS A LIQUID AT BODY TEMPERATURE
2
, a) Vloeistof: tussen 0 en 100° hebben watermoleculen nog genoeg warmte-energie om
waterstofbruggen te breken tussen watermoleculen en nieuwe aanmaken → het
patroon van de waterstofbruggen is vrij willekeurig
b) Vast: onder de 0° oriënteren de waterstofmoleculen zich in een stabiel, niet
veranderende structuur ‘kristal’ → neemt meer volume in dan vloeistof
c) Gas: oven de 100° zijn de waterstofbruggen volledig gebroken en kunnen
watermoleculen verdwijnen als een gas
DUS: in ons lichaam is water een vloeistof → perfect medium voor stoffen te transporteren
doorheen ons lichaam (transport is de primaire functie van bloed)
OOK: is water het meest gebruikt van alle vloeistof-gevulde plaatsen in ons lichaam
o Intracellular space: binnen de cel
o Intercellular space: tussen cellen
o Plaatsen niet gevuld door cellen, vb. urine in de blaad, vocht in onze ogen…
Die vloeistoffen bevatten ook andere belangrijke stoffen, maar voornamelijk water (60%
van ons lichaamsgewicht bestaat uit water)
WATER HELPT REGULATE BODY TEMPERATURE
Kan warmte-energie absorberen en een grote hoeveelheid bijhouden → kan beter warmte-
bijhouden dan eender welk andere vloeistof
Kan dus verhogingen in lichaamstemperatuur wanneer extra warmte wordt
geproduceerd voorkomen
OF: warmte-energie bijhouden wanneer er gevaar is voor teveel warmteverlies
Helpt voorkomen dat er grote veranderingen zijn in lichaamstemperatuur door veranderingen in
metabolisme of omgeving
Bij metabolisme genereren we meestal meer warmte-energie dan dat we nodig hebben → dus
het verlies ervan is heel belangrijk!
• Evaporatie van water (zweet) → vergt veel energie om al die waterstofbruggen te breken
Wanneer water evaporeert, wordt ons bloed kouder bij de oppervlakte van onze huid
Maar 1 van de vele mechanisme bij het behoud van onze lichaamstemperatuur
WATER PARTICIPATES IN CHEMICAL REACTIONS
Vb. de synthese en afbraak van koolhydraten, vetten en eiwitten → allemaal essentieel voor het
leven
Later zullen we zien dat het equivalent van een watermolecule wordt opgebruikt of
opnieuw aangemaakt als deze moleculen gesynthetiseerd of afgebroken worden
3
